Маркировка плавких предохранительов шифровка маркировки

Принцип работы и назначение плавких предохранителей

Внутри вставки предохранителя находится проводник из чистого металла (меди, цинка и пр.) или сплава (стали). Защита цепей основана на физическом свойстве металлов нагреваться при прохождении тока. Многие сплавы обладают и положительным коэффициентом термического сопротивления. Его эффект заключается в следующем:

• когда ток ниже номинального значения, предусмотренного для проводника, металл равномерно нагревается, успевая рассеивать тепло, и не перегревается;
• большая сила тока приведёт к нагреву проводника, при этом, рассчитанный на определённое значение силы тока предохранитель, разрушится.

На этом свойстве основана расплавление тонкой проволочины, помещенной в электрический предохранитель. В зависимости от сферы применения форма и сечение проводника могут быть разными: от тонкой проволоки в бытовых и автомобильных приборах до толстых пластин, рассчитанных на силу тока в несколько тысяч ампер (А).

Компактная деталь защищает электрическую цепь от перегрузки и короткого замыкания. При превышении допустимого для сети (т. е. номинального) тока происходит разрушение вставки и разрыв цепи. Восстановить её работу можно только после замены элемента. Когда есть дефект в подключенном оборудовании, предохранители сгорают сразу после включения неисправного прибора, позволяя сохранить целостность прибора и указать на наличие проблемы. Если в сети произошло короткое замыкание, защитное устройство срабатывает так же.

Маркировка и критерии выбора низковольтных предохранителей

Одним из основных надежных способов защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и перегрузок является применение плавких предохранителей. При выборе предохранителей необходимо учитывать следующие факторы:

• род тока (переменный – AC, постоянный – DС);
• номинальное напряжение;
• номинальный ток, протекающий в цепи защищаемой предохранителем;
• отключающую способность (возможный ток короткого замыкания;)
• характер защищаемого объекта (двигатель, кабельная линия, полупроводниковый прибор и т.д.) или время-токовую характеристику (класс предохранителя);
• конструктивные особенности предохранителей;
• конструктивные особенности держателей предохранителей.

Обозначения характеристик предохранителя

— первая буква означает диапазон защиты

• a — частичный диапазон (защита только от токов короткого замыкания)
• g — полный диапазон (защита от токов короткого замыкания и от перегрузки)

— вторая буква означает тип защищаемого оборудования

• G — универсальный предохранитель для защиты различных типов оборудования: кабелей, электродвигателей, трансформаторов
• L — защита кабелей и распределительных устройств
• B — защита горного оборудования
• F — защита маломощных цепей
• M — защита цепей электродвигателей и отключающих устройств
• R — защита полупроводников
• S — быстрая реакция при коротком замыкании и среднее время реакции при перегрузке
• Tr — защита трансформаторов

В таблице 1 представлены наиболее распространенные классы эксплуатации и относящиеся к ним основные сферы применения.

Таблица 1 – Классы эксплуатации и применение

Маркировка предохранителей

На плавких вставках предохранителей обязательно указывается следующая информация (Таблица 2):

Таблица 2 – Маркировка предохранителей

Дополнительно может быть указан знак Союза немецких электротехников (VDE), действующие стандарты, европейское соответствие (CE), знак возврата устройства в производственный цикл после переработки.

Обозначение характеристики срабатывания gG пришло на смену gL. Но зачастую на маркировках указывается и старое, и новое обозначение (Рисунок 1 и Рисунок 2).

На резьбовых предохранителях часто встречается символ «Улитка», который обозначает инерционность (Рисунок 2).

На быстродействующих предохранителях защиты полупроводниковых приборов дополнительно указывают в виде условных графических обозначений комбинацию предохранителя и диода (Рисунок 3).

Указатели срабатывания у низковольтных предохранителей большой разрывной мощности могут быть расположены как на фронтальной, так и на торцовой стороне. На рисунке 4 показаны оба исполнения, это так называемый «комбинированный указатель».

На держателях плавкой вставки предохранителя должны быть указаны производитель и номер типа для однозначной идентификации. Важными для пользователя являются данные о силе тока для тепловой нагрузочной способности и о номинальном напряжении для изоляции. Держатели плавкой вставки предохранителя, как правило, подходят для постоянного и переменного напряжения. Маркировка при этом не отличается.

Установку или замену ножевых предохранителей необходимо выполнять специальной изолирующей съёмной рукояткой.

Примечание. Номинальные силы тока изолирующих оснований и держателей основываются на параметрах плавких вставок предохранителей класса эксплуатации gG. При выборе плавких предохранителей обязательно следует учитывать мощности потерь на самих предохранителях.

Таблица 3 – Максимальные значения номинальных токов и мощности потерь на предохранител е

При выборе предохранителей важно знать диапазон защиты. Их всего 2: частичный и полный. При частичной защите предохранитель срабатывает только от токов КЗ. Полная защита включает также срабатывание от перегрузок.

В кодовой маркировке диапазоны защиты обозначены буквами «a» (частичный) и «g» (полный). Эти буквы стоят первыми перед цифрами, обозначающими номинальный ток.

На втором месте проставляются английские прописные буквы, которые обозначают:

• G — универсальный предохранитель. Применяется для защиты оборудования: трансформаторов, кабелей, электродвигателей;
• L — для кабелей и распределительных устройств;
• B — защита горнодобывающего оборудования;
• F — устройство для маломощных цепей;
• M — прибор для защиты цепей электромоторов и коммутирующих устройств;
• R — устройства для защиты полупроводниковых схем;
• S — моментальное сгорание при КЗ и среднее время срабатывания при перегрузках;
• Tr —трансформаторные предохранители.

Иногда на вставках проставляют только значения номинального тока. Такие предохранители применяются для защиты лишь от коротких замыканий.

Миниатюрные плавкие вставки маркируются в соответствии с требованиями ГОСТ Р МЭК 60127-1-2005. Согласно этому стандарту указывается номинальный ток и номинальное напряжение.

Перед показателем величины номинального тока проставляются буквенные символы:

• FF – сверхбыстродействующие предохранители;
• F – быстродействующие плавкие вставки;
• М – полузамедленные;
• Т – замедленные;
• ТТ – сверхзамедленные.

Рис. 4. Цветовая маркировка миниатюрных предохранителей

Резьбовые предохранители

Резьбовые предохранители были изобретены в начале 20 века в Германии братьями Сименс и начали продаваться по всему миру под торговой маркой «Diazed» (Резьбовые предохранители с калиброванной плавкой вставкой).

Выбор плавкой вставки предохранителя

Выбор предохранителей производят с учетом их номиналов, времятоковой характеристики и общей нагрузки на сеть (суммарной мощности всех работающих элементов). Номинальным током ПП называют тот, который плавкая вставка сможет выдержать до разрушения. Эта величина указана на корпусе предохранителя (например, маркировка 63 А для пробковых бытовых предохранителей).

Ножевые предохранители серии NH

000 — до 100 ампер;

00 — до 160 ампер;

0 — до 250 ампер;

1- до 355 ампер;

2 — до 500 ампер;

3 — до 800 ампер;

4 — до 1250 ампер.

Виды и типы плавких предохранителей

Для применения в электроцепях используют разные типы и разновидности ПП. Выпускаемые в России изделия отличаются по типу конструкции:

Понятие наполненности связано с наличием внутри отдельных видов вставок вещества, гасящего электродугу, возникающую в момент перегорания проводника. Цепь будет разомкнута только после её исчезновения. Поэтому в колбах, наполненных ПП, находится кварцевый песок. Ненаполненные способны выделять газы, гасящие дугу. Это происходит при нагреве материала корпуса вставки.

Кроме типов, различают виды ПП:

• Слаботочные применяют в маломощных бытовых приборах с потребляемым током силой до 6 А. Это цилиндрические вставки с контактами на торцах.
• Вилочные ПП часто ставят в автомобили. Название обусловлено внешним видом: контакты находятся на одной стороне корпуса и вставляются в разъемы, как вилка в розетку.
• Пробковые — распространенные в однофазных сетях электрические пробки для счетчика. Номинальный ток таких вставок составляет 63 А, они рассчитаны на единовременное включение нескольких бытовых приборов. Перегорающая вставка в таком предохранителе находится внутри керамического корпуса с патроном, снаружи остается 1 контакт, а другой соединяется с контактами пробки. При превышении нагрузки деталь сгорает, полностью обесточивая квартиру. Восстановить электроснабжение можно, заменив вставку на новую.
• Трубчатый ПП по строению напоминает вставку для пробок, но его крепление выполнено между 2 контактами. Тип такого предохранителя — ненаполненный, а корпус сделан из фибры, которая при сильном нагреве выделяет газ.
• Ножевые предохранители рассчитаны на величину тока 100-1250 А и применяются в сетях, где нужна высокая нагрузка (например, при подключении прибора с мощным двигателем).
• Кварцевые , с наполнением кварцевым песком, применяются в сетях с напряжением до 36 кВ.
• Газогенерирующие, разборные и неразборные. При сгорании разновидностей ПСН, ПВТ происходит мощное выделение газа, сопровождающееся хлопком. ПП применяют для сетей с напряжением 35-110 кВ. Номинальный ток такого ПП — до 100А.

В зависимости от общей нагрузки на сеть устанавливают разные виды ПП — более мощные ставят в специальных трансформаторных будках, они могут выдерживать ток, обеспечивающий потребности жилого массива иди предприятия. Маломощные монтируют в счетчиках: они защищают отдельные квартиры. В старых бытовых приборах тоже может быть установлен ПП (слаботочный), но современная техника содержит эти элементы редко.

Виды плавких предохранителей

Для всех устройств этого типа существуют общая классификация в соответствии с их основными свойствами.

Плавкие вставки могут закрываться по-разному, в связи с этим отличаются и внешние эффекты, возникающие при отключении тока. Такие предохранители разделяются на следующие виды:

• Открытая плавкая вставка, в которой отсутствуют устройства для ограничения объема дуги, выброса расплавленных металлических частиц и пламени.
• Полузакрытый патрон с оболочкой, открытой с одной или двух сторон. Он создает определенную опасность для людей, находящихся поблизости.
• Закрытый патрон. Является наиболее надежным, поскольку у него отсутствуют все вышеперечисленные недостатки. Практически все современные предохранители выпускаются именно с закрытым патроном.

Гашение дуги может выполняться разными способами. В зависимости от этого предохранители бывают с наполнителем или без наполнителя. В первом случае применяются порошкообразные, волокнистые или зернистые компоненты, а во втором – за счет движения газов или высокого давления в патроне. Конструкции самих патронов разделяются на разборные и неразборные. Первый вариант предполагает замену расплавленной вставки, а во втором случае придется менять весь элемент. В некоторых случая неразборные патроны могут быть перезаряжены в специальных мастерских.

Предохранители могут быть заменены или не заменены будучи под напряжением. В первом случае замена может быть произведена прямо руками, не касаясь частей, находящихся под напряжением. Во втором случае устройство в обязательном порядке отключается от напряжения.

Условное графическое обозначение на схеме

Согласно Единой системе конструкторской документации России, на графических схемах электроцепей плавкие предохранители обозначают прямоугольником, внутри которого проходит прямая линия. Её концы соединяются с 2 частями цепи до и после защитного устройства.

В документации к приборам импортного производства можно встретить и другие обозначения:

• прямоугольник с отделёнными частями в торцах (стандарт IEC);
• волнистая линия (IEEE/ANSI).

Видео в развитие темы

Основная характеристика заключается в прямой зависимости времени плавления от силы тока. Поэтому, то время, за которое плавкая вставка предохранителя перегорает, соответствует определенному току. Данный параметр больше известен, как времятоковая характеристика.

Кроме временного показателя существуют и другие характеристики, с помощью которых производится определение типов плавких предохранителей. Среди них, в первую очередь, следует отметить номинальный ток. Это наиболее допустимый ток нагрузки по условиям нагрева корпуса предохранителя в течение продолжительного времени. Выбирая устройство по этому показателю, должна учитываться нагрузка электрической цепи, а также условия работы предохранителя.

В некоторых случаях, номинальный ток может быть выше, чем ток в самой электрической цепи. Например, в пусковых устройствах электродвигателей, чтобы избежать перегорания предохранителя во время пуска. Следует учитывать, номинальный ток предохранителя должен соответствовать номинальному току заменяемого элемента.

В свою очередь, номинальный ток заменяемого элемента представляет собой максимально допустимый ток нагрузки в течение длительного времени, когда этот элемент установлен в держателе или в контактах. Кроме того, существуют номинальные токи основания и патрона предохранителя, которые нужно учитывать при выборе защитного устройства. Кроме того, используется такой показатель, как номинальное напряжение. Данный параметр представляет собой межполюсное напряжение, совпадающее с номинальным междуфазным напряжением защищаемых электрических сетей.

Для того, чтобы плавкие предохранители обеспечивали надежную защиту, значение данной величины должно быть больше или равно напряжению защищаемого объекта. Например, предохранитель с номинальным напряжением 400 вольт может использоваться для защиты цепей на 220 вольт, но ни в коем случае, не наоборот. Таким образом, эта величина характеризует возможность предохранителя своевременно разрывать электрическую цепь и гасить дугу.

Поэтому, при выборе предохранителя в качестве защитного средства, необходимо в обязательном порядке учитывать параметры, которые позволяют обеспечить надежную защиту объекта.

Плавкие предохранители — их назначение, типы и виды, устройство и принцип действия

Плавкий предохранитель — элемент электросети, выполняющий защитную функцию. В отличие от автоматического выключателя после каждого срабатывания он нуждается в замене размыкающей цепь детали. Плавкая вставка, которая сгорает при превышении допустимого значения номинального тока, должна быть выбрана с учетом нагрузки на сеть.

Преимущества и недостатки

К достоинствам плавких предохранителей относятся:

• полная гарантия отключения аварийного участка цепи;стабильность технических характеристик защиты;можно применять для избирательности;быстродействие;безотказность;простота конструкции.
• полная гарантия отключения аварийного участка цепи;
• стабильность технических характеристик защиты;
• можно применять для избирательности;
• быстродействие;
• безотказность;
• простота конструкции.

• в трёхфазных сетях возможен перекос фаз;
• вероятность длительного горения дуги;
• влияние окружающей среды (температуры) на характеристики плавких вставок;
• сложность в настройках селективной защиты;
• необходимость замены вставки после каждого срабатывания защиты.

Типы и расшифровка маркировки плавких предохранителей

Плавкий предохранитель — компонент силовой электроники одноразового действия, выполняющий защитную функцию. Плавкий предохранитель является самым слабым участком защищаемой электрической цепи, срабатывающим в аварийном режиме, тем самым разрывая цепь и предотвращая последующее разрушение более ценных элементов электрической цепи высокой температурой, вызванной чрезмерными значениями силы тока.

В электрической цепи плавкий предохранитель является слабым участком электрической цепи, сгорающий в аварийном режиме, тем самым разрывая цепь и предотвращая последующее разрушение высокой температурой.

Плавкие предохранители делятся на следующие типы:

1. слаботочные вставки (для защиты небольших электроприборов до 6 ампер)

• 3х15 (первая цифра означает внешний диаметр, вторая — длину вставки)
• 4х15
• 5×20
• 6×32
• 7х15
• 10х30

2. вилочные (для защиты электрических цепей автомобилей)

• миниатюрные
• обычные вилочные

3. пробковые (встречаются в жилом секторе, до 63 ампер)

• DIAZED (самые распространённые в СССР)
• NEOZED

4. ножевые (до 1250 ампер)

Конструкция плавкого предохранителя

40-амперные предохранители с характеристикой срабатывания «gG», равносильные советской характеристике «ППН»

• плавкая вставка — элемент содержащий разрывную часть электрической цепи (например проволоку, перегорающую при превышении определённого уровня тока)
• механизм крепления плавкой вставки к контактам, обеспечивающим включение предохранителя в электрическую цепь и монтаж предохранителя в целом.

Корпуса плавких предохранителей обычно изготавливаются из высокопрочных сортов специальной керамики (фарфор, стеатит или корундо-муллитовая керамика). Для корпусов предохранителей с малыми номинальными токами используются специальные стекла. Корпус плавкой вставки обычно выполняет роль базовой детали, на которой укреплен плавкий элемент с контактами плавкой вставки, указатель срабатывания, свободные контакты, устройства для оперирования плавкой вставкой и табличка с номинальными данными. Одновременно корпус выполняет функции камеры гашения электрической дуги.

Маркировка плавких предохранителей

Первая буква означает диапазон защиты:

• a — частичный диапазон (только защита от токов короткого замыкания)
• g — полный диапазон (защита и от токов короткого замыкания, и от перегрузки)
• h — высокая разбивная способность (трубки сделаны из белой или серой керамики)

Вторая буква означает тип защищаемого оборудования:

• G — универсальный предохранитель для защиты различных типов оборудования: кабелей, электродвигателей, трансформаторов
• L — защита кабелей и распределительных устройств
• B — защита горного оборудования
• F — защита маломощных цепей
• M — защита цепей электродвигателей и отключающих устройств
• R — защита полупроводников
• S — быстрое сгорание при коротком замыкании и среднее время сгорания при перегрузке
• Tr — защита трансформаторов

Круглые предохранители серии D и D0

Цилиндрические предохранители (плавкие вставки)

Основная задача плавких предохранителей – защита электрической сети и электрооборудования от сверхтоков, возникающих при коротком замыкании или в результате критических перегрузок. При этом они обеспечивают бесперебойную работу защищаемых цепей в номинальном режиме.

В отличие от автоматического выключателя, часто применяемого в электротехнике, плавкая вставка срабатывает только один раз, после чего он подлежит замене. Однако срабатывает такое устройство со стопроцентной вероятностью, в то время как автоматика после многократного отключения может подвести. Именно поэтому для защиты дорогостоящего оборудования используют плавкие вставки. Не отказываются от применения этих защитных устройств и в силовых цепях.

Устройство и принцип защиты

В конструкции плавкого предохранителя есть два основных элемента: корпус (держатель) с контактами и плавкую вставку (рисунок 1). Строго говоря, только сочетание этих элементов можно называть предохранителем. Очень часто деталь плавкой вставки (особенно если она заменяемая) называют плавким предохранителем. В данной статье мы тоже иногда будем придерживаться этой традиции.

Рис. 1. Конструкция плавкого предохранителя

Рабочим элементом вставки является проводник из меди или сплава металлов. Благодаря этому плавкому элементу происходят отключения цепи в критических ситуациях.

В качестве плавкого элемента может быть одна или несколько медных проволок, пластина либо фигурная деталь. Эти проводники помещаются в жаропрочный корпус: стеклянный, керамический (рис. 2) или пластиковый. В зависимости от назначения, пространство вокруг плавкого элемента может быть заполнено кварцевым песком или окружено легкоиспаряющимся веществом, предназначенным для гашения электрической дуги.

Рис. 2. Керамические плавкие вставки

При прохождении номинальных токов через проволоку вставки, она незначительно нагревается, не достигая температуры плавления. Но в режиме короткого замыкания резко возрастает величина тока, что приводит к плавлению вставок. Это приводит к разрыву цепи.

Нагревание предохранителя происходит также при перегрузках, то есть в результате превышения номинального напряжения на защищаемом участке цепи. При достижении рабочих напряжений величины, называемой током отключения, температура плавкого элемента возрастает до точки плавления и цепь разрывается. После восстановления параметров цепи плавкую вставку необходимо заменить.

Плавкие вставки имеют некую инерционность срабатывания. При КЗ задержка незаметна, так как в этом случае плавкий элемент нагревается молниеносно.

Иначе обстоит дело в случаях с перегрузками. Для достижения температуры плавления требуется больше времени. Поэтому, чтобы повысить скорость срабатывания, элементам вставок придают специальную форму и нагружают их силами упругости (один конец пластины соединяют с растянутой пружиной).

В некоторых моделях под действием пружины наружу выходит штифт, называемый индикатором срабатывания (рисунок 3). Он выступает в роли указателя срабатывания и свидетельствует о том, что вставку надо менять.

Рис. 3. Строение плавкой вставки

Цифрами на рисунке обозначено:

• I – патрон;
• 2 – плавкая пластина;
• 3 – шарики из олова;
• 4 – плавкая вставка;
• 5 – кварцевый песок;
• 6 – пружина;
• 7 – текстолитовая шайба;
• 8 – спусковой механизм указателя срабатывания;
• 9 – колпачок;
• 10 – ободок колпачка;
• 11 – указатель срабатывания;
• 12 – асбоцементная прокладка;
• 13 – цементная заливка.

В ряде случаев для увеличения скорости срабатывания используют вставки с параллельно натянутыми проволоками разных диаметров. Перегорание самой тонкой проволоки увеличивает нагрузку на остальные элементы, ускоряя их плавление.

С целью снижения перенапряжений в некоторых конструкциях вставок применяют проволоки с разными сечениями отдельных участков. При срабатывании такого предохранителя, первым перегорает участок с наименьшим сечением вставки. Если пары расплавленного металла спровоцируют в точке разрыва электрическую дугу, то перегорит участок с большим сечением.

Конструктивные особенности предохранителей можно узнать по их маркировке. К сожалению, время-токовые характеристики наносятся не на все типы изделий. Но модели, на которые нанесены буквенно-цифровые коды, можно легко классифицировать по их назначению.

Устройство плавкого предохранителя

В состав входит корпус или патрон, обладающий электроизоляционными свойствами, и сама плавкая вставка. Ее концы соединяются с клеммами, которые последовательно включают предохранитель в электрическую цепь, совместно с защищаемым устройством или электрической линией. Материал плавкой вставки выбирается с таким расчетом, чтобы он мог расплавиться раньше, чем температурный показатель проводов выйдет на опасный уровень, либо потребитель в результате перегрузки выйдет из строя.

Исходя из конструктивных особенностей, плавкие предохранители могут быть патронными, пластинчатыми, пробочными и трубочными. Расчетная сила тока, которую способна выдержать плавкая вставка, указывается на корпусе устройства.

Довольно простая конструкция у низковольтных предохранителей. Под воздействием высокого тока плавкая вставка или токопроводящий элемент подвергается сильному нагреву, после чего при достижении определенной температуры плавится в дугогасящей среде и испаряется, разрывая защищаемую цепь. Именно так работает плавкий предохранитель в электрической цепи.

Для того чтобы горячие газы и жидкий металл не попадали в окружающую среду применяется керамический изолятор, он же корпус устройства, устойчивый к воздействию высоких температур и значительного внутреннего давления. Защитные крышки, расположенные по краям предохранителя, оборудованы специальными планками под унифицированные рукоятки, захватывающие плавкие вставки при замене негодных элементов. С помощью защитных крышек и керамического корпуса создается взрывонепроницаемая оболочка, ограничивающая коммутационную электрическую дугу.

Песок, заполняющий внутреннее пространство, ограничивает силу тока. Материал выбирается с определенными размерами кристаллов, после чего он уплотняется надлежащим образом. Как правило предохранители заполняются кварцевым кристаллическим песком, имеющим высокую химическую и минералогическую чистоту. Соединение плавкой вставки с основанием-держателем осуществляется механическим способом, при помощи контактных ножей. Для их изготовления используется медь или медные сплавы, покрытые оловом или серебром.

Виды и устройство

В зависимости от решаемых задач классификация предохранителей может быть следующей (рисунок 5):

• ножевые предохранители;
• слаботочные плавкие вставки;
• вилочные предохранители;
• кварцевые;
• пробочного типа
• газогенерирующие.

Рис. 5. Виды плавких предохранителей

Существуют также самовосстанавливающиеся предохранители, инерционные и откидывающиеся (рис. 6). Изделия инерционного типа предназначены для защиты электромоторов, которые при запуске создают большие нагрузки. Плавкие элементы нагреваются, но не перегорают. После того, как двигатель запустится, инерционный предохранитель переходит в режим ожидания.

Откидывающиеся вставки применяют в защите линий электропередач. В аварийных ситуациях плавкий элемент размыкает цепь. Под действием высокой температуры вставка удлиняется, в результате чего происходит давление на спусковой механизм, который отбрасывает предохранитель из его гнезда. Таким образом, обеспечивается надёжное отключение аварийного участка.

Рис. 6. Откидывающиеся плавкие предохранители

Устройство самовосстанавливающегося предохранителя отличается от других типов электрических аппаратов. Рабочим элементом изделия является полимер с положительным температурным коэффициентом расширения. Полимер содержит углеродистые включения, которые проводят ток.

При нагревании углеродные связи разрываются, в результате чего растёт электрическое сопротивление. При достижении температуры плавления полимера сопротивление стремится к бесконечности, то есть, цепь размыкается. При остывании возобновляется электропроводность полимера. Предохранитель самовосстанавливается.

Предохранители до 1000В

Предохранители предназначены для защиты отдельных аппаратов и участков сети от токов к.з. и токов перегрузки. Обычно предохранители состоят из патрона и плавкой вставки и различаются по номинальному напряжению и току. При токе выше номинального плавкая вставка перегорает и размыкает электрическую цепь.Для защиты электроустановок на напряжение до 1000 В используют предохранители закрытые (резьбовые, трубчатые) и открытые (пластинчатые).Резьбовой однополюсный предохранитель состоит из основания с крышкой, плавкой вставки и головки (пробки). Основание и головку изготовляют из фарфора, крышку — из фарфора или пластмассы. Основание и крышку выполняют прямоугольными или квадратными. Резьбовые предохранители с резьбой Е-27 изготовляют на токи 6,3; 10; 16 ; 20 и 25А и напряжение до 380 В.Питающую линию присоединяют к контакту предохранителя, отходящую — к винтовой резьбе, что обеспечивает безопасность обслуживания. Предохранители Е-27 применяют для защиты от перегрузок и токов к. з. проводов и токоприемников в осветительных сетях.

Трубчатые предохранители выпускают следующих типов: ПР-2, НПН, ПН-2 и ПП-17. Разборные предохранители ПР-2 предназначены для установки в сетях на напряжение 500 В и токи 15, 60, 100, 200, 400, 600 и 1000 А. В патроне предохранителя ПР-2 (рис. 1) плавкая вставка 5, прикрепляемая винтами 6 к контактным ножам 7, помещена в фибровую трубку 4, на которую насажены втулки 3 с резьбой. На них навинчены латунные колпачки 2, закрепляющие контактные ножи, которые входят в неподвижные пружинящие контакты, устанавливаемые на изоляционной плите.Под действием электрической дуги, возникающей при перегорании предохранителя, внутренняя поверхность фибровой трубки разрушается и образуются газы, способствующие быстрому гашению дуги.Предохранители НПН (насыпные неразборные) изготовляют на напряжение до 500 В и токи от 15 до 60 А, а ПН-2 (насыпные разборные) — на напряжение до 500 В и токи от 10 до 600 А (рис. 2, а).Плавкие предохранители ПП-17, изготовляемые на напряжение до 380 В и токи 500, 630, 800 и 1000 А, состоят из плавкой вставки, помещенной в керамическом корпусе, заполненном кварцевым песком, указателя срабатывания. При расплавлении плавкой вставки предохранителя перегорает вставка указателя срабатывания и освобождает взведенный при сборке указателя боек, который переключает свободный контакт, связанный кинематически с указателем срабатывания. Свободный контакт применяют при необходимости замыкания контактов реле и отключения выключателя питающей цепи. Предохранители ПП-17 смонтированы на контакторных станциях на 1000 А без свободного контакта.Пластинчатые открытые предохранители типа П состоят из медных или латунных пластин — наконечников, в которые впаяны медные калиброванные проволоки. Наконечники с помощью болтов присоединяют к контактам на изоляторах. Пластинчатые предохранители с открытой плавкой вставкой применяют в ТП некоторых городских электросетей и заменяют на закрытые ПН-2.

Рис. Патрон предохранителя ПР-2

Рис. Предохранители ПН-2 (а) и ППНИ (б)

1 — стальные пружинящие кольца, 2 — металлические крышки, 3 — винт, 4 — фарфоровый патрон, 5, 7, 10 — контактные ножи, болты и стойка, 6 — плавкие вставки, 8 — кварцевый песок, 9 — оловянный шарик (растворитель), 11 — изоляционная плита, 12 — Т-образные выступы, 13 — указатель срабатывания

Держатели резьбовых предохранителей

• Однократное использование плавкой вставки.
• Большим недостатком плавких предохранителей является конструкция, дающая возможность шунтирования, то есть использования «жучков», приводящих к пожарам.
• Возможность необоснованной замены на предохранитель номиналом выше, что может привести к пожару.
• При перегорании одного из предохранителей в трёхфазных сетях происходит перекос фаз при больших токах потребления и выход из строя асинхронных двигателей ( обязательно требуется дополнительное оборудование защиты ).

Преимущества предохранителей

• В трёхфазных цепях при срабатывании защиты в одной фазе обесточенными будут потребители только поврежденной фазы (актуально на стройплощадках при организации временных сетей).
• Благодаря инерционности срабатывания использование предохранителей позволяет организовать надёжную селективную защиту. В цепях последовательно соединённых предохранителей номинальные токи должны отличаться друг от друга приблизительно в 1,6 раз.
• В отличии от автоматических выключателей, контакты которых при каждом аварийном отключении подвергаются эрозии и, как следствие, ухудшаются их эксплуатационные характеристики, предохранители после замены плавкой вставки полностью сохраняют свои эксплуатационные качества.

Для защиты сетей от токов короткого замыкания необходимо, как правило, соблюдение условия: не более чем 3-х кратного превышения номинального тока плавкой вставки предохранителя по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам проводников.

Время защитного отключения в сетях с фазным напряжением 220 В не должно превышать 0,4 сек., а в сетях с напряжением 380 В не должно превышать 0,2 сек.

Условная схема электроснабжения с применением предохранителей-разъединителей в качестве защитного и коммутационного оборудования:

Защита электродвигателя М1 конвейера.

Для плавного пуска двигателя конвейера применено УПП с номинальным током 25 ампер и интегралом Джоуля (I²t), равным 6300 A²s. В качестве защиты выбран быстродействующий предохранитель QF5: характеристика gR, I=32A, I²t=195 A²s (170M2709, Bussmann). Размер предохранителя — 00. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель

Защита электродвигателя М2 вытяжного вентилятора.

Защита кабеля 6 к щиту освещения ЩАО.

Для защиты пятижильного кабеля 5х10 мм² , проложенного открыто( в воздухе) выбран плавкий предохранитель QF6: характеристика gG, I50 A (условие Iпл.вст. < Iдлит.ток провод.). Предохранитель , Bussmann. Размер предохранителя — 000. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель

Защита на вводе шкафа ШСУ1.

Защита кабеля 2 к шкафу ШСУ1.

Защита кабеля 3 к шкафу ШСУ2.

Защита ввода РУ 0,4кВ

Защита кабеля 1 к РУ 0,4кВ.

Держатели ножевых предохранителей – выключатели нагрузки

Выключатели нагрузки для плавких предохранителей NH имеют ручной привод, механизм двойного размыкания, компактные габаритные размеры. Токоведущие поверхности полностью защищены от случайного прикосновения. Возможны исполнения для установки на монтажной поверхности или на шинных системах.

Выбор плавких предохранителей производится с учетом технических характеристик защищаемой аппаратуры. Основные показатели и требования к устройствам устанавливаются национальными и международными нормами.

Выбор плавких предохранителей осуществляется с учетом соответствующей классификации, основанной на принципе действия устройства. На каждом изделии производитель проставляет соответствующий маркировку, где первый символ (a или g) – это функциональность самого устройства, а второй – тип защищаемого объекта.

a (accompanied fuses) означает, что плавкие вставки предохранителей обеспечивают защиту с отключающим действием в части диапазона.

g (general purpose fuses) свидетельствует о том, что предохранители плавкие предназначены для предотвращения короткого замыкания и перегрузок.

Второй символ может быть следующим.
L – для кабелей и распределителей в соответствии с устаревшей нормой DIN VDE.
B – для установок для горных работ, шахтного оборудования.
G — для проводов и кабелей.
M – для двигателей и коммутационных аппаратов.
R – для тиристоров и полупроводников.
Tr – для трансформаторов.

Обозначение gG имеют предохранители плавкие общего назначения. Помимо этого существуют быстродействующие (flink) и инерционные (trag) плавкие вставки предохранителей. Последние предусмотрены для обеспечения безопасности работы железнодорожных установок постоянного тока и рассчитаны на отключение токов с большой индуктивностью.

Таким образом, для защиты линейных цепей в полном диапазоне предусмотрены предохранители плавкие класса gG и gL, а для полупроводников – gR (быстрые). Плавкие вставки предохранителей aM (замедленные) рассчитаны для предупреждения короткого замыкания в цепях электродвигателей и коммутирующих устройств.

Держатели цилиндрических предохранителей

Подобные держатели могут выполнять две функции:

• функцию защиты от токов к.з. и перегрузки;
• функцию разъединителя электрической цепи.

Такие держатели называют предохранители-разъединители, они выполнены из прочного диэлектрического материала, что полностью исключает случайное прикосновение к токоведущим частям, разъединение электрической цепи происходит в двух точках каждого полюса. Конструкция подобных предохранителей-разъединителей предусматривает наличие отсеков для запасных плавких вставок. Варианты исполнения: одно, двух и трехполюсные. Предохранители-разъединители, снабженные дугогасительными камерами, выполняют функцию выключателей нагрузки.

Каждый плавкий предохранитель на схеме обозначается определенной символикой. Стандартная маркировка состоит из двух буквенных символов. Первые буквы определяют защитный интервал: a – частичный (защита лишь от коротких замыканий) и g – полный (обеспечивается защита от коротких замыканий и перегрузок).

Вторая буква означает типы защищаемых устройств:

• G – защищает любое оборудование.
• F – защищаются только цепи с малым током.
• Tr – защита трансформаторов.
• М – электродвигатели и отключающие устройства.

Справочные данные по предохранителям

Одним из элементов слаботочной защиты в выходных цепях источников питания и устройствах управления являются предохранители. При повышении уровня тока или напряжения в нагрузке выше предусмотренного, предохранители срабатывают, размыкая цепь питания «в обрыв» или представляя в этой цепи очень большое сопротивление току. Как элементы электронных конструкций эти приборы появились тогда же, когда «родились» все пассивные радиоэлементы.

Сегодня плавкие вставки предохранителей представляют собой сверхбыстродействующие конструкции для защиты от короткого замыкания силовых полупроводников, в частности тиристоров, GТО и диодов. Благодаря своим конструктивным особенностям эти элементы устойчивы к переменным нагрузкам. При соблюдении постоянного времени в цепи короткого замыкания плавкие вставки предохранителей применяются в цепях постоянного и переменного тока.

Разные производители (в основном зарубежные) выпускают сегодня широкий спектр приборов-предохранителей на основе плавких вставок, что называется, «на любой вкус и цвет». Благодаря характеристике сверхбыстродействия некоторые серии плавких предохранителей, например фирмы Sitron (3NЕ3.2, 3NЕ3.3, 3NЕ4.1, 3NЕ8.0, 3NЕ8.7 ), обладают классом защиты аR (защита полупроводников при токах определенной кратности). Серия 3NЕ1-3NЕ0 на номинальные токи 16-630 А имеет класс защиты gR (защита полупроводников при токах любой кратности).

Такие предохранители применимы как для защиты проводов (защиты от перегрузки и короткого замыкания), так и для защиты полупроводниковых элементов, микросхем стабилизаторов, усилителей радиопередатчиков. Их перегрузочная характеристика согласируется условиями работы промежуточных звеньев преобразователей напряжения (U- преобразователей).

Ни один электронный узел, будь то силовой агрегат или источник питания, не обходится без предохранителя-элемента защиты от пожара и удара электрическим током. Характеристики некоторых популярных типов предохранителей, представленные в табл. П.1-П.7., помогут легко подобрать аналоговые замены предохранителей в случае ремонта и окажут практическую помощь в конструировании радиоэлектронной техники.

Приборы отечественного производства

Таблица П.1. Предохранители с плавкими вставками отечественного производства до 10А

Таблица П.2. Предохранители отечественного производства, рассчитанные на рабочий ток свыше 15А

Приборы зарубежного производства

Кроме плавких предохранителей, принцип действия которых основан на перегорании легкосплавного проводника при превышении расчетного тока, различают термопредохранители, которые разрывают электрическую цепь при превышении температуры нагрева их корпуса (пропорционально прохождению в цепи тока). По сравнению с плавкими, термопредохранители еще более инертны и их применение в электронных приборах весьма специфично, однако некоторые типы термопредохранителей могут конкурировать по эффективности с плавкими вставками (особенно при большом значении тока в цепи).

Главное достоинство термопредохранителей заключается в том, что почти все их типы рассчитаны на многоразовое использование и универсальны по своей природе. По габаритам (месту, занимаемому в корпусе устройства) термопредохранители также дадут форму плавким вставкам, рассчитанным на большой ток: термопредохранители компактны (имеют габариты не больше корпусов транзисторов П702, КТ908, КТ933 в металлостеклянном исполнении – до 26 мм в диаметре) и могут применяться в электрических цепях с напряжением 220/380 В, что представляет многоплановые возможности для их применения вместо плавких вставок.